硬质聚氨酯泡沫塑料的缓冲吸能特性评估

在对泡沫塑料缓冲吸能特性评估的常用方法进行分析后，对四种密度硬质聚氨酯泡沫塑料在各种应变率下的缓冲吸能特性进行了评估，并介绍了本构关系在泡沫材料缓冲吸能特性评估中的应用。

混合梯度负泊松比结构多工况耐撞性研究

为满足车辆实际碰撞要求,提高汽车吸能部件的耐撞性,本文基于仿生原理提出了混合梯度负泊松比结构,建立了有限元模型,同时制作试验样件进行轴向压缩试验,验证了有限元模型的准确性。并利用LS-DYNA在不同冲击角度和冲击速度工况下对9种不同排布方式的混合梯度结构进行仿真模拟。综合耐撞性指标对比结果表明:多工况冲击条件下的最优排布方式为横向负梯度和纵向正梯度的组合,相比于均匀梯度结构,其综合吸能量提高了19.2%,吸能稳定性提高了30.6%,改进效果明显。通过对具有不同排布方式的混合梯度结构的变形模式进行对比分析发现:单一的横向梯度可以提高结构的吸能稳定性,而单一的纵向梯度则可以提高结构的综合吸能性能,最优的混合梯度结构由于合理的材料分布,兼顾了综合吸能性和吸能稳定性,从内在机制上解释了最优排布方式综合性能优异的原因,有利于混合梯度负泊松比结构的工程化。

掺杂氧化钇氧化镍对氧化锌电阻片特性的影响

通过掺杂氧化镍、氧化钇,对改善ZnO压敏电阻片电气特性进行了系统研究;分析和讨论了电阻片的电位梯度E、泄漏电流IL、压比Ki、方波、大电流冲击所引起的变化以及老化试验等;掺杂后,不仅提高了电阻片的电位梯度,同时还提高了其能量吸收能力;特别是钇掺杂处于晶界上,抑制晶粒长大,使晶界电压降低,大约为2.2V,是传统电阻片晶界电压的70%。研究获得了电位梯度达260V/mm,方波为800A,能量吸收能力达到300J/cm3的直径为56mm、厚度为9mm的ZnO压敏电阻片。

舰用V型夹层板抗冲击载荷压皱性能研究

基于有限元方法开展V型折叠式夹层板横向压皱性能研究。通过试验,验证计算方法的有效性,还研究了夹芯层结构参数对压皱性能的影响。计算表明:V型夹芯层是主要的吸能结构,具有较大的第一峰值载荷,较稳的平台载荷且具有一定的压皱行程,体现出良好的吸能特性,是较为理想的吸能结构形式。夹芯层吸能随着壁厚和角度的增加而增加,随高度的增加而减小,但夹芯层高度的增加可以增加结构的有效压皱行程,即增加碰撞的缓冲时间。这项研究对V型夹层板的抗冲击设计与优化具有一定的参考价值。

铆向对双铆钉自冲铆接头拉伸及剥离性能的影响

为了探究铆向对自冲铆接头力学性能的影响,制备了不同铆向组合的双铆钉自冲铆接头。在拉伸-剪切试验后,观察了各组接头的宏观失效形式并分析其失效机理。同时运用MATLAB对接头的静失效载荷和失效位移进行了研究,对接头的能量吸收值进行了计算。结果表明：铆接方向影响接头的失效形式及变形程度,影响接头的力学性能。铆向相反的单搭双铆钉接头具有更优的承载能力,其失效位移为9.2 mm,比同向单搭接头组增大了16.5%。铆向相同的双铆钉T型接头静失效载荷略大于铆向相反的接头组,铆向对剥离测试中接头的失效位移影响不大。铆向相反的单搭双铆钉接头能量吸收均值较铆向相同的单搭双铆钉接头提升16.1%;铆向相同的双铆钉T型接头能量吸收均值达57.1 J,比铆向相反的T型接头提升2.9%。

爆炸载荷下复合材料层合板的抗冲击性能

研究复合材料层合板在爆炸载荷冲击下的抗冲击性能,并且讨论不同铝合金含量以及不同铺层类型的层合板试件。建立一种新型零厚度粘结层单元模型,可以准确地预测复合材料层间分层扩展。采用Johnson-Cook准则模拟铝板的损伤,Hashin准则模拟碳纤维的损伤,运用有限元软件Abaqus进行模型的仿真计算,并通过试验对比验证该模型计算的有效性。最后得出结论:在适当范围内,提高铝合金含量的比例,或者采用比较少的铺层数,可以很有效地减小爆炸载荷冲击引起的板件变形,减轻金属材料和纤维材料的损伤程度。但它们有负面效果,即会使板件吸能的能力降低。

泡沫铝硅合金夹层板局部压缩特性仿真分析

为探讨孔隙率和孔径变化影响泡沫铝硅合金夹层板局部力学性能的机理,文中分析了不同孔隙率和不同孔径对泡沫铝硅合金夹层板的局部压缩性能和能量吸收特性的影响。采用C++和ANSYS软件建立泡沫铝硅合金夹层板模型,并运用Abaqus软件进行有限元仿真模拟。结果表明,在相同孔径下,泡沫铝硅合金夹层板的弹性模量、屈服应力和吸收能量随着孔隙率的增大而减小。在相同孔隙率下,随着孔径的减小,其弹性模量、屈服强度和吸收能量随之增大。

冰载荷作用下船首结构碰撞数值仿真计算与分析

基于渤海海冰的力学统计资料,以典型散货船为研究对象,应用MSC.Dytran大型有限元软件对3种不同形状的冰体与船首结构碰撞的动态响应进行了非线性有限元计算。比较分析了3种方案下船首结构的损伤变形、碰撞力以及各构件的能量吸收,获得了在不同形状的冰体碰撞下船首结构的失效损伤规律及能量吸收机制。

金属管件受冲击时的数值模拟和屈曲分析

论文以武器系统中的输油输水管件为模型,模拟了管件受到破片或子弹等冲击体作用时的能量吸收和受力等方面的特性。分析过程选取了对管件损伤最大的弹型破片,并分别模拟了不同形状的冲击体对输油、输水管件造成的冲击力峰值的大小和管件吸收能量的动态响应。结果表明,方形冲击体对于管件的损伤最大;而且,填充的液体密度越大时,管件受冲击力峰值越高,吸收的能量越多并且震荡也剧烈。

银粉的表面形态对ZnO压敏电阻片通流能力的影响

研究了在中温烧结条件下银粉的形态及物理化学参数对Zn O压敏电阻片通流容量的影响。结果显示,银粉的比表面积大小对银电极的烧结致密程度有较大的影响。采用高比表面积(8.61 m2/g)的超细银粉制成的银浆在540℃条件下烧结后银膜致密平整,银电极机械性能良好,最终封装组成的Zn O压敏电阻具有较好的通流能力。

泡沫铝硅合金动态压缩力学性能及吸能特性研究

利用分离式霍普金森压杆研究了泡沫铝硅合金的动态压缩力学性能，得到了应变率为1400s-1-2500s-1的动态应力一应变曲线，且与准静态压缩实验结果进行了对比，分析了应变率对泡沫铝硅材料压缩强度和吸能特性的影响。动态压缩实验过程中，针对泡沫铝硅合金的低阻抗特点，采用LC4铝压杆和半导体应变片改进了测试装置和方法，保证了实验结果的可靠性。结果表明：应变率对泡沫铝硅合金的流动应力有着明显的影响，其流动应力随着应变率的增大而增大；由于惯性效应和胞孔的坍塌，在弹性极限处应力出现波动，且波动应力随应变率的增大而增大。该文还讨论了泡沫铝硅合金在不同应变率下的吸能效率。

玄武岩鳞片合金闭孔泡沫铝的静、动态力学性能试验研究

为研究玄武岩鳞片闭孔泡沫铝静态力学性能,并分析其相对密度和应变变化率对泡沫铝动态吸能特性和吸能效率的影响,分别通过液压试验机和分离式霍布金森（SHPB）压杆对不同尺寸玄武岩鳞片闭孔泡沫铝进行静态压缩试验和高应变变化率冲击试验。结果表明：在准静态压缩作用下,泡沫铝相对密度对吸能性和吸能效率有一定的影响,相对密度与吸能性正相关,与吸能效率负相关。在相对密度较低时,玄武岩鳞片闭孔泡沫铝的吸能性能明显优于普通合金闭孔泡沫铝,相同密度下平均高出60%。高应变变化率情况下,相对密度相同时,玄武岩鳞片闭孔泡沫铝在相对更高的应变变化率下表现出更好的吸能性,全压缩过程后,高应变变化率作用下的吸能性较低应变变化率下的约高出75%。而吸能效率在相同应变时的表现则跟应变变化率负相关。在相同应变下,较低应变变化率吸能效率高出8.7%。不同应变率下泡沫铝压缩程度明显不同,在达到最大应变时,越高应变变化率下吸能效率更高。